專利名稱：雙面發(fā)電mwt太陽能電池的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種雙面發(fā)電MWT太陽能電池的制備方法。
背景技術(shù)：
雙面發(fā)電太陽能電池，其兩個(gè)表面都能將光能轉(zhuǎn)換為電能，因此可極大地提高太陽能電池的輸出功率。將金屬穿孔卷繞技術(shù)(MWT, Metal Wrap Through)引入到雙面發(fā)電太陽能電池中時(shí)，需要去除部分區(qū)域的背場(chǎng)。雙面發(fā)電MWT太陽能電池將正面柵線通過過孔漿料引到背面，并在背面形成一個(gè)直徑為2 5mm的漿料點(diǎn)，以方便形成組件。過孔處所對(duì)應(yīng)的正面柵線和背面柵線之間需要進(jìn)行絕緣處理，而由于背面擴(kuò)散場(chǎng)(簡(jiǎn)稱背場(chǎng))的存在，過孔漿料點(diǎn)與背場(chǎng)接觸處的地方會(huì)導(dǎo)致漏電，因此需要將過孔周圍的背場(chǎng)去除。現(xiàn)有工藝中常在形成背場(chǎng)后，使用激光去除過孔周圍設(shè)定區(qū)域內(nèi)一定深度的硅， 達(dá)到去除背場(chǎng)的目的。此方法可以通過激光一步完成打孔和孔周圍背場(chǎng)去除的工作，簡(jiǎn)化工藝流程，有利于成本控制。但是激光在打孔和去除背場(chǎng)時(shí)，其高溫輻照會(huì)對(duì)硅材料造成很大的損傷，在激光入射面和孔壁處會(huì)形成損傷層，如果不去除該損傷層，損傷層中的載流子復(fù)合中心將降低光生載流子壽命并導(dǎo)致電池漏電，影響電池光電轉(zhuǎn)換效率；如果去除該損傷層，則會(huì)增加額外化學(xué)處理步驟，增加工藝流程的復(fù)雜程度，不利于成本控制?，F(xiàn)有工藝中的另一種去除背場(chǎng)的方法為形成背場(chǎng)后，在不需要去除背場(chǎng)的地方形成一層掩膜(如SiO2薄膜或SiNx薄膜)，再利用堿洗的方法去除無掩膜覆蓋區(qū)域的背場(chǎng)。 此種方法能夠?qū)o掩膜區(qū)域的背場(chǎng)較好地去除，但對(duì)掩膜質(zhì)量有很高的要求，如果掩膜質(zhì)量欠佳，則清洗過程中，堿溶液可能會(huì)對(duì)掩膜覆蓋區(qū)域造成損傷；除此之外，此種方法還需考慮如何形成合適的掩膜形狀、并且還要利用化學(xué)設(shè)備進(jìn)行堿洗，增加了工藝復(fù)雜度和流程。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種雙面發(fā)電MWT太陽能電池的制備方法，采用該方法在去除背場(chǎng)的同時(shí)還可去除激光打孔形成的損傷層，且工藝流程比較簡(jiǎn)單。為解決上述問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了如下技術(shù)方案一種雙面發(fā)電MWT太陽能電池的制備方法，該方法包括在硅片上表面形成PN結(jié)，在其下表面形成背場(chǎng)；采用激光在所述硅片的預(yù)設(shè)位置處打孔；采用絲網(wǎng)印刷工藝將腐蝕性材料印刷在激光所打孔的周圍的預(yù)設(shè)范圍內(nèi)； 對(duì)所述腐蝕性材料進(jìn)行烘干；對(duì)所述硅片進(jìn)行清洗。優(yōu)選的，上述方法中，在對(duì)所述硅片進(jìn)行清洗之后，還包括在所述PN結(jié)和背場(chǎng)上分別形成氮化硅膜；
在硅片上印刷過孔漿料、背面柵線和正面柵線，并燒結(jié)。優(yōu)選的，上述方法中，對(duì)所述腐蝕性材料進(jìn)行烘干的溫度為200 300°C。優(yōu)選的，上述方法中，所述腐蝕性材料為含KOH的漿料。優(yōu)選的，上述方法中，所述激光所打孔的周圍的預(yù)設(shè)范圍為以激光所打的孔為圓心，半徑為O. 5 5mm的范圍。優(yōu)選的，上述方法中，激光所打孔的孔徑為50 500μπι。優(yōu)選的，上述方法中，所述激光為固體或氣體脈沖激光器，激光的波長(zhǎng)為300 1600nm，其脈沖長(zhǎng)度為IOps 300ns，重復(fù)頻率為100 200KHz，激光光斑為5 100 μ m。優(yōu)選的，上述方法中，對(duì)所述硅片進(jìn)行清洗的時(shí)間大于lmin。從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例所提供的雙面發(fā)電MWT太陽能電池的制備方法，采用絲網(wǎng)印刷工藝將腐蝕性材料印刷在激光所打孔的周圍的預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，之后對(duì)所述腐蝕性材料進(jìn)行烘干，然后清洗；由于腐蝕性材料具有良好的印刷性及流動(dòng)性，因此， 激光所打孔的周圍的背場(chǎng)以及孔壁均將被腐蝕性材料所覆蓋，而在烘干過程中所述腐蝕性材料將與硅料發(fā)生反應(yīng)形成可溶性物質(zhì)，后續(xù)通過清洗可將所述可溶性物質(zhì)清洗干凈，這樣不僅去除了背場(chǎng)，防止了上下表面柵線之間發(fā)生短路而導(dǎo)致漏電，而且去除了激光打孔而形成的損傷層，避免了損傷層中的載流子復(fù)合中心降低光生載流子壽命并導(dǎo)致電池漏電。本發(fā)明通過絲網(wǎng)印刷腐蝕性材料的方法可同時(shí)去除背場(chǎng)及損傷層，保證了電池的光電轉(zhuǎn)換效率，并簡(jiǎn)化了工藝流程，有利于成本控制。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種雙面發(fā)電MWT太陽能電池的制備方法流程示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。參考圖1，圖I為本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種雙面發(fā)電MWT太陽能電池的制備方法流程示意圖，該方法具體包括如下步驟步驟SI :在硅片上表面形成PN結(jié)，在其下表面形成背場(chǎng)。通過高溫?cái)U(kuò)散工藝在硅片上表面形成PN結(jié)，即形成發(fā)射極；之后通過擴(kuò)散工藝在硅片下表面形成高摻雜區(qū)域，即背場(chǎng)。步驟S2 :采用激光在所述硅片的預(yù)設(shè)位置處打孔。本步驟中所用激光為脈沖激光器，其可以是固體脈沖激光器，也可以是氣體脈沖激光器，激光的波長(zhǎng)可從300nm到1600nm,其脈沖長(zhǎng)度可從IOps到300ns,重復(fù)頻率可從 IOOHz到200KHz，通過準(zhǔn)直、擴(kuò)束、聚焦投射到硅片表面的激光光斑直徑從5 μ m到100 μ m。在硅片上進(jìn)行打孔的位置是預(yù)先設(shè)置好的，且打孔時(shí)從硅片背面進(jìn)行，所打的各孔孔徑均相同，各孔均穿透所述硅片，之后在相應(yīng)孔內(nèi)填充導(dǎo)電漿料可將硅片正面的柵線 (后續(xù)形成)引到背面，從而使得正面柵線與硅片背面所設(shè)置的組件電連接。米用激光在娃片上所打孔的孔徑可以從50 μ m到500 μ m。步驟S3 :采用絲網(wǎng)印刷工藝將腐蝕性材料印刷在激光所打孔的周圍的預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。通過特殊的絲網(wǎng)設(shè)計(jì)，使腐蝕性材料(或稱腐蝕性漿料)以絲網(wǎng)印刷的方式印刷在激光所打孔的周圍的預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，所述預(yù)設(shè)范圍一般指以孔為圓心，半徑從O. 5mm到5mm 的圓內(nèi)。由于腐蝕性漿料具有較好的流變性，因此孔內(nèi)也會(huì)進(jìn)入部分漿料，背場(chǎng)和孔內(nèi)壁均覆蓋腐蝕性漿料。所述腐蝕性漿料是在較低溫度下對(duì)硅材料有腐蝕作用的、印刷性良好的、易于清洗的腐蝕性材料，所述腐蝕性漿料一般為堿性漿料，例如含有KOH成分的漿料等。步驟S4 :對(duì)所述腐蝕性材料進(jìn)行烘干。使所述腐蝕性材料在溫度為200°C 300°C下進(jìn)行烘干，在此溫度下，腐蝕漿料與所接觸的硅材料反應(yīng)，形成可溶性物質(zhì)。步驟S5 :對(duì)所述硅片進(jìn)行清洗。采用水溶液對(duì)所述硅片進(jìn)行清洗，清洗時(shí)間應(yīng)大于lmin，以去除反應(yīng)產(chǎn)物和殘留的腐蝕性漿料，從而去除了硅片上確定位置處的背場(chǎng)及激光打孔造成的損傷。步驟S6 :在所述PN結(jié)和背場(chǎng)上分別形成氮化硅膜。在形成有PN結(jié)和背場(chǎng)的硅片的上下表面分別形成氮化硅膜，所述氮化硅膜一般通過PECVD (等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積)方法而形成，從而使硅片表面的懸掛鍵通過氫原子填滿，起到鈍化的作用，同時(shí)也能起到保護(hù)作用和增透作用。步驟S7 :在硅片上印刷過孔漿料、背面柵線和正面柵線，并燒結(jié)。采用絲網(wǎng)印刷工藝在硅片背面印刷過孔漿料，之后烘干，印刷背面柵線，再烘干后印刷正面柵線，最后再烘干并燒結(jié)，從而完成雙面發(fā)電太陽能電池的制備。采用上述方法制備出來的雙面發(fā)電太陽能電池，通過腐蝕性漿料去除了硅片背面的背場(chǎng)，以達(dá)到電池正面柵線和背面柵線之間相互絕緣的目的；而且在采用腐蝕性漿料去除背場(chǎng)的同時(shí)還去除了激光打孔形成的損傷層，保證了電池的光電轉(zhuǎn)換效率，并簡(jiǎn)化了工藝流程，有利于成本的控制。下面結(jié)合一具體實(shí)施例詳細(xì)描述本發(fā)明所提供的雙面發(fā)電MWT太陽能電池的制備方法。第一步、選擇P型單晶娃片，晶面為(1，O, O),娃片厚度為180 μ m,對(duì)該娃片進(jìn)行清洗、制絨、擴(kuò)散發(fā)射極、擴(kuò)散背場(chǎng)、邊緣刻蝕、激光打孔。第二步、采用絲網(wǎng)印刷工藝將腐蝕性漿料印刷在激光所打孔的周圍的預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，之后烘干、清洗以去除硅片上確定位置處(過孔周圍確定區(qū)域)的背場(chǎng)及激光打孔造成的損傷。印刷腐蝕性漿料的絲網(wǎng)設(shè)計(jì)為以孔為圓心半徑為3mm的圖案，調(diào)整印刷參數(shù)保證背場(chǎng)和孔內(nèi)壁均覆蓋腐蝕性漿料。對(duì)腐蝕性漿料進(jìn)行烘干的溫度為200°C，采用去離子水清洗娃片的時(shí)間為5min。第三步、在其上下表面形成氮化硅膜，在硅片上表面所形成的氮化硅膜厚90nm，折射率為2. 2 ;在其下表面所形成的氮化硅膜厚80nm，折射率為2. I。第四步、采用絲網(wǎng)印刷工藝首先在硅片背面印刷過孔漿料，使背面的漿料點(diǎn)直徑為3mm，烘干后，印刷背面柵線，且背面的細(xì)柵線寬100 μ m，再烘干后印刷正面柵線，且正面的細(xì)柵線寬80 μ m，最后再烘干，燒結(jié)。由上可知，采用本發(fā)明所提供的方法制備雙面發(fā)電太陽能電池的過程中，在去除電池背面背場(chǎng)的同時(shí)還去除了激光打孔而形成的損傷，且簡(jiǎn)化了工藝步驟，有利于成本的控制。對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。 對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求
1.一種雙面發(fā)電MWT太陽能電池的制備方法，其特征在于，包括在娃片上表面形成PN結(jié),在其下表面形成背場(chǎng)；采用激光在所述硅片的預(yù)設(shè)位置處打孔；采用絲網(wǎng)印刷工藝將腐蝕性材料印刷在激光所打孔的周圍的預(yù)設(shè)范圍內(nèi)；對(duì)所述腐蝕性材料進(jìn)行烘干；對(duì)所述硅片進(jìn)行清洗。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，對(duì)所述硅片進(jìn)行清洗之后，還包括 在所述PN結(jié)和背場(chǎng)上分別形成氮化硅膜；在硅片上印刷過孔漿料、背面柵線和正面柵線，并燒結(jié)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，對(duì)所述腐蝕性材料進(jìn)行烘干的溫度為 200 300。。。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于,所述腐蝕性材料為含KOH的漿料。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述激光所打孔的周圍的預(yù)設(shè)范圍為以激光所打的孔為圓心，半徑為O. 5 5mm的范圍。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，激光所打孔的孔徑為50 500μ m。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述激光為固體或氣體脈沖激光器，激光的波長(zhǎng)為300 1600nm，其脈沖長(zhǎng)度為IOps 300ns，重復(fù)頻率為100 200KHz，激光光斑為 5 100 μ m。
8.根據(jù)權(quán)利要求I 7任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，對(duì)所述硅片進(jìn)行清洗的時(shí)間大于 lmin。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例公開了一種雙面發(fā)電MWT太陽能電池的制備方法，該方法包括在硅片上表面形成PN結(jié)，在其下表面形成背場(chǎng)；采用激光在所述硅片的預(yù)設(shè)位置處打孔；采用絲網(wǎng)印刷工藝將腐蝕性材料印刷在激光所打孔的周圍的預(yù)設(shè)范圍內(nèi)；對(duì)所述腐蝕性材料進(jìn)行烘干；對(duì)所述硅片進(jìn)行清洗。采用本發(fā)明所提供的方法制備雙面發(fā)電太陽能電池時(shí)，在去除背場(chǎng)的同時(shí)還去除了因激光打孔而造成的損傷層，且簡(jiǎn)化了工藝流程，有利于成本控制。
文檔編號(hào)H01L31/18GK102593257SQ201210056939
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月6日
發(fā)明者李高非, 沈燕龍, 熊景峰, 王子謙, 王建明, 胡志巖, 趙文超, 陳迎樂 申請(qǐng)人:英利能源(中國)有限公司